[2021校招必看之Java版《剑指offer》-48] 不用加减乘除做加法

文章目录

  • 1、题目描述
  • 2、解题思路
    • 知识补充
    • 本题分析
  • 3、解题代码
  • 4、解题心得

1、题目描述

  【JZ48】写一个函数,求两个整数之和,要求在函数体内不得使用+、-、*、/四则运算符号。
  知识点:位运算
  难度:☆☆

2、解题思路

知识补充

  1、位运算:

操作数1 操作数2 & | ^
1 1 1 1 0
1 0 0 1 1
0 1 0 1 1
0 0 0 0 0

  2、原码\反码\补码:
  原码:正数最高位为0,负数最高位为1;
  反码:正数等于原码,负数除最高位外其他位取反;
  补码:正数等于原码,负数为反码加1。

本题分析

  本题是考察对位运算的运用,使用位运算来实现两数的加法。
  设两数字的二进制形式ab ,其求和 s = a + ba(i) 代表 a 的二进制第 i 位,则分为以下四种情况:

a(i) b(i) 非进位 进位
0 0 0 0
1 0 1 0
0 1 1 0
1 1 0 1

  观察发现,“非进位”的结果等同于“异或”运算,“进位”的结果等同于“与”运算,但是需要左移一位,因为“进位”影响下一位的运算。
  所以s = a + b,其实就是“异或”+“与”的结果。
  算法步骤:
    1、计算ab的“进位”的计算结果,即“与”运算,并左移一位;
    2、计算ab的“非进位”的计算结果,即“或”运算;
    3、反复1和2,直到“非进位”为0为止。
[2021校招必看之Java版《剑指offer》-48] 不用加减乘除做加法_第1张图片

3、解题代码

package pers.klb.jzoffer.simple;

/**
 * @program: JZoffer
 * @description: 不用加减乘除符号做加法
 * @author: Meumax
 * @create: 2020-06-17 11:05
 **/
public class AddWithoutTokenSymbol {

    public int Add(int num1, int num2) {

        int carry = 1;

        while (carry != 0) {
            // 计算进位,需要左移一位
            carry = (num1 & num2) << 1;

            // 计算非进位
            num1 = num1 ^ num2;
            num2 = carry;
        }

        return num1;
    }
}

  时间复杂度:O(1)
  空间复杂度:O(1)

4、解题心得

  这道题第一眼看过去还真的无从下手,看到考点说是位运算,心里有了个大概方向,其实还是不知道如何求解,最后把位运算列出来才发现这个规律,即“非进位”的结果等同于“异或”运算,“进位”的结果等同于“与”运算。
  往后遇到再复杂一点的,也知道解题的方向了,往往是列出来,然后找出规律。

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